ĐỀ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4 LẦN XXII – NĂM 2016
ĐỀ CHÍNH THỨC
Cho NTK: H=1, O=16, Na=23, Mg=24, S=32, K=39, Fe=56, Br=80, I=127
Câu 1: (4 điểm)
1. R là nguyên tố thuộc nhóm A, hợp chất với hiđro có dạng RH3. Electron cuối cùng trên nguyên
tử R có tổng số lượng tử chính và số lượng tử từ bằng 3.
a. Hãy viết cấu hình electron của nguyên tử R.
b. Ở điều kiện thường, cho RH3 là một chất khí. Viết cơng thức cáu tạo, dự đốn trạng thái lai hóa
của ngun tử nguyên tố tring tâm trong phân tử RH3, oxit cao nhất, hiđroxit tương ứng R.
2. Giả sử có thể ciết cáu hình electron của Ni 2 như sau:
-
Cách 1: 1s 2 2 s 2 2 p 6 3s 2 3 p 6 3d 8
-
Cách 2: 1s 2 2 s 2 2 p 6 3s 2 3 p 6 3d 8 4 s 2
Áp dụng phương pháp gần đúng Slater hãy tính năng lượng electron của Ni 2 với mỗi cách viết trên
(theo đơn vị eV). Cách viết nào phù hợp với thực tế? Vì sao?
3. Cho X, Y, R, A, B theo thứ tự là 5 nguyên tố liên tiếp trong bảng tuần hồn, có tổng số đơn vị
điện tích hạt nhân là 90 (X có số đơn vị điện tích hạt nhân nhỏ nhất).
a. Xác định số đơn vị điện tích hạt nhân của X, Y, R, A, B.
b. Viết cấu hình electron của X2-, Y-, A+, B2+ . So sánh bán kính của chúng và giải thích.
c. Trong phản ứng oxi hóa – khử, X2-, Y- thể hiện tính chất cơ bản gì? Vì sao?
4. Trong mạng tinh thể của Beri borua, nguyên tử Bo kết tinh ở mạng tinh thể lập phương tâm mặt
và trong đó tất cả các hốc tứ diện đã bị chiếm bởi nguyên tử Be, khoảng cách ngắn nhất giữa 2
nguyên tố Bo là 3,29 Å.
a. Tính số nguyên tử B và số ngun tử Be có trong 1 ơ mạng cơ sở?
b. Tính độ dài cạnh a của ơ mạng cơ sở va fkhoois lượng riêng của Beri borua theo đơn vị g/cm3?
Biết nguyên tử khối của B = 10,81; Be = 9,01; và số Avogadro NA = 6,022.1023
Câu 2: (4 điểm)
1. Biết giá trị nhiệt động của các chất sau ở điều kiện tiêu chuẩn (298 K) là:
Chất
Fe
O2
FeO
Fe2O3
Fe3O4
0
H s (kcal.mol-1)
0
0
– 63,7
– 169,5
– 266,9
0
S (cal.mol-1.K-1
6,5
49,0
14,0
20,9
36,2
Tính biến thiên năng lượng do Gibbs (∆G0) của sự tạo thành các oxit sắt, từ các đơn chất ở điều
kiện chuẩn. Từ đó hãy cho biết ở điều kiện chuẩn oxit sắt nào bền nhất?
2. Bằng thực nghiệm người ta đã thu được những số liệu của phản ứng giữa NO và H2 ở nhiệt độ
7000C như sau:
2NO (k) + 2H2 (k) → 2H2O (k) + N2 (k)
Nồng độ ban đầu H2 Nồng độ ban đầu NO
Tốc độ ban đầu
TN
(M)
(M)
M.s-1
-6
1
0,0100
0,0250
2,4.10
2
0,0050
0,0250
1,2.10-6
3
0,0100
0,0125
0,6.10-6
a. Xác định bậc của phản ứng.
b. Xác định hằng số tốc độ phản ứng.
1
c. Hai cơ chế được đề xuất cho phản ứng trên được trình bày dưới đây, xác định cơ chế nào phù
hợp với qui luật động học thực nghiệm?
Cơ chế 1:
k1
2NO (k) ��
nhanh
� N2O2 (k)
k2
N2O2 (k) + H2 (k) ��
nhanh
� 2HON (k)
k3
HON (k) + H2 (k) ��
� H2O (k) + HN (k)
k4
HN (k) + HON (k) ��
� + N2 (k) + H2O (k)
Cơ chế 2:
2NO (k) � N2O2 (k)
Kcb
k5
N2O2 (k) + H2 (k) ��
� N2O (k) + H2O (k)
chậm
nhanh
nhanh
chậm
k6
N2O (k) + H2 (k) ��
nhanh
� N2 (k) + H2O (k)
Câu 3: (4 điểm)
1. Dung dịch A gồm có H2SO4 0,05M; HCl 0,18M và CH3COOH 0,02M.
Thêm NaOH vào dung dịch A đến nồng độ của NaOH bằng 0,23M thì dừng, ta thu được dung dịch
A1 (xem thể tích của dung dịch A1 bằng thể tích dung dịch A). Tính pH của dugn dịch A1.
Cho Ka2(HSO4-) = 10-2; Ka (CH3COOH) = 10-4,75
2. Tính nồng dộ cân bằng của các ion trong dung dịch gồm Cu(NO3)2 1,0M và NaCl 1,0.10-3M.
Cho các hằng số bền:
CuCl 102,80 ; CuCl2 104,40 ; CuCl 104,89 ; CuCl 2 105,62 ; * CuOH 108,0 ;
3
4
3.
a.
b.
c.
d.
Trị số pH của dung dịch bão hịa magie hiđroxit trong nước tại 25℃ là 10,5.
Tính độ tan của magie hiđroxit trong nước.
Tính tích số tan của magie hiđroxit.
Tính độ tân của magie hiđroxit trong dung dịch NaOH 0,01M tại 25℃
Trộn hỗn hợp gồm 10 gam magie hiđroxit và 100 ml dung dịch HCl 0,10M tại 25℃. Tính pH
của dng dịch thu được (xem nhưng thể tích dung dịch sau pha trộn không đổi).
Câu 4: (4 điểm)
RT
ln 0,05921g (ở 25℃); F = 96485C.mol-1.
Cho
F
1. Bổ túc cân bằng các phản ứng oxi hóa khử sau:
a. Cu2FeSx + O2 → Cu2O + Fe3O4 + ...........
(phương pháp thăng bằng electron)
b. OCl + I + H2O → ......+ I2 + OH
(phương pháp thăng bằng ion - electron)
c. Na2SO3 + KMnO4 + H2O → .......+..........+ KOH
(phương pháp thăng bằng ion - electron)
d. KI + KClO3 + H2SO4 → KCl + I2 + ......+ H2O
(phương pháp thăng bằng ion - electron)
2. Ở 25℃, hãy cho biết MnO4 có thể oxi hóa ion nào trong số các ion Cl , Br , I ở các giá trị
pH lần lượt bằng 0; 3; 5 (biết các chất khác nhau đều xét ở điều kiện chuẩn)?
Cho:
0
E 0MnO /Mn 2 1,51V; E Cl
1,36V ; E 0Br /Br 1, 08V ; E I0 /I 0, 62V.
/Cl
4
2
2
2
2
3. Ăn mòn kim loại thường đi kèm với các phản ứng điện hóa. Việc thép bị ăn mịn tạo gỉ sắt trên
bề mặt cũng theo cơ chế này.
Thế chuẩn ở 25℃:
Fe2+(dd) + 2e → Fe(r)
E0 = -0,44V
O2 + 2H2O + 4e → 4OH- (dd)
E0 = +0,40V
0
a. Tính E của phản ứng ở 25℃.
b. Viết phản ứng xảy ra ở hai nửa pin và tồn bộ phản ứng, từ đó viết sơ đồ pin trên.
c. Tính KC của phản ứng.
d. Phản ứng trên xảy ra trong 24 giờ có thể tạo dịng điện có cường độ I = 0,12A.
Tính khối lượng Fe chuyển thành Fe2+ sau 24 giờ. Biết oxi dư.
e. Tính E cuả phản ứng biết:
[Fe2+] = 0,015M; pHnửa pin phải = 9,00; p(O2) = 0,70 atm.
Câu 5: (4 điểm)
1. Hãy cho biết các oxit của clo: Cl2O, ClO2, Cl2O6 là anhiđrit của các axit nào? Viết phương trình
hóa học minh họa.
2. Hồn thành các phản ứng hóa học sau:
Na2S2O3 + Cl2 + H2O →
Na2S2O3 + H2SO4 →
F2 + NaOHlỗng →
I2 + KOH →
3. Hịa tan 0,835 gam hỗn hợp X gồm NaHSO 3 và Na2SO3 trong dung dich H2SO4 dư, đun nóng.
Cho tất cả lượng khí sinh ra hấp thụ trong 500 ml dung dịch Br 2 thu được 500 ml dung dịch A.
Thêm KI vào 50 ml dung dịch A, lượng I 3- sinh ra tác dụng vừa đủ với 12,5 ml dung dịch
Na2S2O3 0,01M. Nếu sục khí N2 để đuổi hết Br2 dư trong 25 ml dung dịch A thì thu được dung
dịch. Để trung hịa dung dịch B cần dùng 15 ml dung dịch ,NaOH 0,1M.
a. Tính nồng độ mol của dung dịch Br2 ban đầu.
b. Tính % khối lượng các muối trong hỗn hợp X.
3
ĐÁP ÁN ĐỀ THI OLYMPIC 30/4
Câu 1: (4 điểm)
1. a. Với hợp chất hidro có dạng RH3 nên R thuộc nhóm IIIA hoặc nhóm VA.
TH1: R thuộc nhóm IIIA, → cấu hình e lớp ngồi cùng có dạng ns2np1
Vậy e cuối cùng có: l=1, m=-1, ms = +1/2. Mà n + 1 + m + ms =4,5 → n = 4
Cấu hình e ngun tử: 1s22s22p63s23p63d104s24p1
TH2: R thuộc nhóm VA, → cấu hình e lớp ngồi cùng có dạng ns2np3
Vậy e cuối cùng có: l=1, m=1, ms = +1/2. Mà n + 1 + m + ms =4,5 → n = 2
Cấu hình e nguyên tử: 1s22s22p3 (N)
b. Ở điều kiện thường RH3 là chất khí nên nguyên tố phù hợp là Nitơ.
Công thức cấu tạo các hợp chất:
N
H
H
H
Oxit cao nhất:
O
O
N
N
O
O
O
Ngun tử N có trạng thái lai hố sp3.
Hidroxit với hóa trị cao nhất:
O
H
O
N
O
Nguyên tử N ở trạng thái lai hóa sp2.
2. - Ứng với cấu hình: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d8
(1)
Z1s* 28 – 1.0,3 = 27,7
� E1s 13, 6
22, 7 2
10435,1 eV
12
Z*2s,2p 28 – 2.0,85 – 7.0,35 = 23,85
� E 2s,2p 13, 6
23,852
1934 eV
22
Z*3s,3p 28 – 2.1 – 8.0,85 – 7.0,35 = 16,75
� E3s,3p 13, 6
16, 752
424 eV
32
Z*3d 28 – 18.1 – 7.0,35 = 7,55
7,552
86,1 eV
32
2.E1s 8.E 2s,2p 8.E 3s,3p 8.E3d 40423 eV
� E 3d 13, 6
� E (1)
4
- Ứng với cấu hình: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p6 3d 6 4s 2
Z*3d 28 – 18.1 – 5.0,35 = 8,25
� E 3d 13, 6
8, 252
102,85 eV
32
Z*4s 28 – 10.1 – 14.0,85 = 5,75 eV
� E 4s 13, 6
5, 752
32,85 eV
3, 7 2
� E (2) 2.E1s 8.E 2s,2p 8.E 3s,3p 6.E 3d 2.E 4s 40316,5 eV
Vì E(1) < E(2) � (1) bền hơn (2).
Vậy trạng thái cơ bản cấu hình Ni2+ phù hợp là: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d8
3. a) Gọi Z là số điện tích hạt nhân của X
� Số điện tích hạt nhân của Y, R, A, B lần lượt
(Z + 1), (Z + 2), (Z + 3), (Z + 4)
Theo giả thiết: Z + (Z + 1) + (Z + 2) + (Z + 3) + (Z + 4) = 90
� Z = 16
→ 16 X; 17 Y; 18 R; 19 A; 20 B
(S)
(Cl)
(Ar)
(K) (Ca)
b) S , Cl , K , Ca đều có cấu hình e: 1s 2s 2 2p6 3s 2 3p6
Số lớp e giống nhau � r phụ thuộc điện tích hạt nhân. Điện tích hạt nhân càng lớn thì bán kính
r càng nhỏ.
rS2 rCl rK rCa 2
2-
-
+
2+
2
c) Trong phản ứng oxi hóa – khử, ion S2-, Cl- ln ln thể hiện tính khử vì các ion này có số oxi
hóa thấp nhất.
1
1
4. a) Số nguyên tử B trong 1 ô mạng cơ sở là: 8. 6. 4 nguyên tử.
8
2
�
Vì các hốc tứ diện đã bị chiếm bởi nguyên tử Be
số nguyên tử Be là 8
b) Gọi a là độ dài cạnh 1 ô mạng cơ sở. Các nguyên tử B tiếp xúc trên đường chéo mặt mạng,
nên: 4r = a 2
a 2
3, 29 � a �4, 65 Å
2
Khối lượng riêng:
M.N
8.9, 01 4.10,81
d
�1,9 gam / cm 3
8 3
23
N A .V (4, 65.10 ) .6, 022.10
Câu 2: (4 điểm)
1
1. Fe O 2 � FeO
2
H10 63700 cal.mol 1
(1)
1
S10 S0FeO (S0Fe SO0 2 ) 17 cal.mol 1.K 1
2
0
0
0
G1 H1 TS1 58634 cal.mol 1
5
3
Fe O 2 � Fe 2O3
2
H 02 169500 cal.mol 1
(2)
3
S02 S0Fe2O3 (2.S0Fe S0O 2 ) 65,5cal.mol 1 .K 1
2
0
0
0
G 2 H 2 TS2 149951, 2 cal.mol 1
2Fe 2O 2 � Fe3O 4
(3)
H 30 266900 cal.mol 1
S30 S0Fe3O4 (3.S0Fe 2.SO0 2 ) 81,3cal.mol1.K 1
G 30 H 30 TS30 242672, 6 cal.mol 1
2. a) Phương trình động học có dạng: v = k.[NO]x.[H2]y
Thay các giá trị thực nghiệm vào ta có:
v1 = 2,4.10-6
=k.0,025x.0,01y
v2 = 1,2.10-6
=k.0,025x.0,005y
v3 = 0,6.10-6
=k.0,0125x.0,01y
Suy ra:
x = 2;
y = 1.
Vậy bậc toàn phần của phản ứng là 3.
b) Hằng số tốc độ phản ứng là: k = 0,384 (mol/l)-2s-1
c) Giai đoạn chậm nhất quyết định tốc độ phản ứng:
Theo cơ chế 1: v = k.[HON].[ H2]
d[N 2 O 2 ] 1
k1.[NO]2 k 2 [H 2 ][N 2O 2 ]=0
dt
2
� [N 2 O 2 ]=
k1[NO]2
2k 2 [H 2 ]
(1)
d[HON]
2k 2 .[H 2 ][N 2 O2 ] k 3 [HON][H 2 ] k 4 [HON][HN] 0
dt
d[HN]
k 3 .[HON][H 2 ] k 4 [HON][HN] 0
dt
k 2 [N 2 O2 ]
(2) – (3) ta được: [HON]=
k3
(1) thay vào (4) ta được: [HON]=
k 2 [NO]2
2k 3 [H 2 ]
(2)
(3)
(4)
(5)
k1[NO]2
k[NO]2
2
Cơ chế này không phù hợp với qui luật động học thực nghiệm
Theo cơ chế 2: v = k5.[ N2O2].[ H2]
= k.Kcb.[ NO]2.[ H2]
= k’[ NO]2.[ H2]
Cơ chế này phù hợp với qui luật động học thực nghiệm
Câu 3.
Thay (5) vào biểu thức v ta được v
6
1. Vì nấc H2SO4 điện li hồn tồn nên:
H2SO4 → H+ + HSO40,05
0,05
0,05
+
HCl → H + Cl0,18
0,18
0,18
+
NaOH → Na + OH0,23
0,23
0,23
+
H + OH → H2O
0,23
0,23
0,23
Dung dịch A1 : HSO4 0,05M; CH3COOH 0,02M; Na+ 0,23M; Cl- 0,18M
HSO4- � H+ + SO42(1)
0,05M
0,05-x
x
x
+
CH3COOH � H + CH3COO- (2)
0,02M
H2O � H+ + OH(3)
Ka 2
102
4,75 555 100 � (1) là chủ yếu
Ka 10
Ka 2 . C 102.0, 05 1014 � bỏ qua sự điện li của H2O
Xét cân bằng (1)
Ka 2
x2
102 � x 0, 018 và pH = -lg0,018 = 1,74
0, 05 x
2. Do CCu 2 CCl nên trong hệ xảy ra quá trình tạo phức CuCl+ là chính:
Cu2+
+
Cl→ CuCl+
C0
1
0,001
C
0,999
0,001
2+
+
TPGH: Cu 0,999M ; CuCl 0,001M
Đánh giá quá trình tạo phức hidroxo
Cu2+ +
H2O �
CuOH+
+
C
[]
0,999
0,999-x
x
H+
*CuOH 10 8,0
x
2
x
108
0,999 x
� [CuOH ] x 9,995.10 5 [Cu 2 ] 0,999 x 0,999, nghĩa là quá trình tạo phức hidroxo
của Cu2+ là khơng đáng kể.
Do phức CuCl+ là chính nên trong hệ có cân bằng chủ yếu:
�
CuCl+
Cu2+ +
Clk = 10-2.8
C 0,001
0,999
[] 0,001-y
0,999 + y
y
7
(0,999 y ) y
102,8
0, 001 y
y = [Cl-] = 1,58.10-6M;
[Cu2+]=0,999M
Và [CuCl+] = 0,001 – 1,58.10-6 = 9,98.10-4 M
Từ giá trị Cu2+ và Cl- tính được, ta có:
[CuCl 2 ]=2 [Cu 2 ][Cl ]2 104,4.0,999(1,58.10 6 ) 2 6, 26.10 8 M [CuCl ]
[CuCl3 ]=3[Cu 2 ][Cl ]3 104,89.0,999(1,58.106 )3 3, 06.1013 M [CuCl ]
[CuCl 4 ]=4 [Cu 2 ][Cl ]4 105,62.0,999(1,58.106 ) 4 2, 60.1018 M [CuCl ]
2
3. a) Mg(OH) 2 � Mg 2OH
pH = 10,5 � pOH = 3,5 � [OH-] = 3,16.10-4 (M)
[OH ]
1,58.104 (M)
2
b) Tích số tan KS = [Mg2+].[OH-]2 = 1,58.10-11
c) NaOH → Na+ + OH0,01
0,01
(M)
2 �
2+
Mg(OH)
Mg + 2OH
[]
S
S
0,01 + 2S (M)
2+
- 2
KS = [Mg ].[OH ] = S(0,01 + 2S)2 = 1,58.10-11
� S = 1,58.10-7 (M)
d) Số mol Mg(OH)2 = 0,1724 ? (0,01/2) mêm HCl bị tring hòa hết theo phản ứng
Mg(OH)2 + 2 H+ → Mg2+ + 2H2O
Xem thể tích khơng đổi = 100 ml thì nồng độ CMg2+ = 0,05M
Khi đó: Mg(OH)2 � Mg2+ + 2OH[]
S’
S’ + 0,05
2S’
�
�
Vì KS <<
Coi: S’ + 0,05 0,05
� [Mg 2 ]
KS = [Mg2+].[OH-]2 � [OH ]=
K sp
[Mg 2 ]
1,58 �1011
1, 78.105 (M)
S' 0,05
� pOH 4, 75 � pH 9, 25
Câu 4:
1. a) Cu2FeSx + O2 → Cu2O + Fe3O4 + ........(thăng bằng electron)
8/3
2
4
2
3Cu 2 FeSx � 3 Fe 6Cu 3x S (12 x 14) e
(6x +7)
O 2 4e � 2O
o
2
6Cu2FeSx + (6x +7)O2 → 6Cu2O + Fe3O4 + 6xSO2
b) OCl + I + H2O → ......+ I2 + OH- (ion – electron)
1x OCl- + H2O + 2e → Cl- + 2OH1x
I→ I2 + 2e
OCl + 2I + H2O → Cl- + I2 + OH-
-
8
c) Na2SO3 + KMnO4 + H2O → .......+..........+ KOH (ion – electron)
4
3x
4
S O32 2OH � S O 24 H 2O 2e
7
2x
4
MnO 4 2H 2O 3e � MnO 2 4OH
3Na2SO3 + 2KMnO4 + H2O → 3Na2SO4 + 2MnO2 + 2KOH
d) KI + KClO3 + H2SO4 → KCl + I2 + ......+ H2O (ion – electron)
o
3x
2I � I 2 2e
1x
ClO3 6H 6e � Cl 3H 2O
5
6KI + KClO3 + 3H2SO4 → 3K2SO4 + 3I2 + KCl + 3H2O
2
2. MnO 4 8H 5e � Mn 4H 2O
E E0
0, 0592 [MnO 4 ][H ]8
lg
5
[Mn 2 ]
0
0
pH = 0, E MnO4 /Mn 2 1,51V E Cl2 /Cl 1,36V ;
0
0
Như vậy: MnO 4 oxi hóa được cả Cl , Br , I E Br2 /Br 1,08V ; E I2 /I 0, 62V.
0
pH = 3, E MnO4 /Mn 2 1, 23V � MnO 4 chỉ oxi hóa được Br , I
0
pH = 5, E MnO4 /Mn 2 1, 04V � MnO 4 chỉ oxi hóa được I
o
3. a) E (pin) E0phải - E0trái = 0,40 – (-0,44) = 0,84V
b) Phản ứng xảy ra ở hai nửa pin:
Trái: 2Fe → 2Fe2+ + 4e
Phải: O2 + 2H2O + 4e → 4OHToàn bộ phản ứng: 2Fe + O2 + 2H2O → 2Fe2+ + 4OHSơ đồ pin: -Fe(r) | Fe2+ || OH- | O2(k), C(r) +
c) K = [Fe2+]2[OH-]4/p(O2)
0
G 0 nFE (pin)
RT ln K � K 5, 7.1056
d) Q = ne.F = It = 10368 (C).
ne = Q/F = 0,1075 mol
� m Fe (0,1075 : 2).56 3,01 (g).
2
e) E pin E
0
p in
4
Fe 2 ��
OH �
0, 0592 �
lg � �� �
n
p O2
(1)
pH = 9,00 → [H+] = 10-9M và [OH-] = 10-5M
Thay E0 = 0,84; p(O2) = 0,70 atm; [Fe2+] = 0,015M; n = 4 vào (1)
0, 0592 0, 0152.(105 ) 4
� E pin 0,84
lg
4
0, 7
� E 1,188(V)
Câu 5:
1. Các oxit tương ứng:
9
Cl2O là anhidrit của axit hipoclorơ HClO
ClO2 là anhidrit hỗn tạp của axit clorơ HClO2 và axit cloric HClO3.
Cl2O6 là anhidrit hỗn tạp của axit cloric HClO3 và axit cloric HClO4
Phản ứng minh họa:
Cl2O + 2KOH → 2KClO + H2O
2ClO2 + 2KOH → KClO2 + KClO3 +H2O
Cl2O6 + H2O → HClO3 +HClO4
2. 4Cl2 + Na2S2O3 + 5H2O → 2NaHSO4 + 8HCl
Na2S2O3 + H2SO4 → S + SO2 +Na2SO4 + H2O
2F2 + 2NaOHloãng → 2NaF + OF2 + H2O
3I2 + 6KOH → 5KI + KIO3 + 3H2O
3. a) Tính nồng độ dung dịch Br2:
Các PTPƯ xảy ra:
HSO3- + H+ → H2O + SO2
(1)
x mol
x mol
2+
SO3 + 2 H → H2O + SO2
(2)
y mol
y mol
Br2 + 2H2O + SO2 → SO42- + 2Br- + 4H+
(3)
3I + Br2 → I3 + 2Br
(4)
22I3 + 2S2O3 → S4O6 + 3I
(5)
+
H + OH → H2O
(6)
Ta có: nNaOH = 0,015.0,1 = 0,0015 (mol)
� n H (25ml ddA) = 0,0015 (mol)
� n H (500ml ddA) = 0,0015.500/25 = 0,03 (mol)
� n Br2 (3) = 0,03: 4 = 0,0075 (mol)
Ta có: n Na 2S2O3 = 0,0125.0,01 = 1,25.10-4 (mol)
� n 3 (50ml ddA) = 1,25.10-3. ½ = 6,25.10-5 (mol)
� n 3 (500ml ddA) = 6,25.10-5.500 : 50 = 6,25.10-4 (mol)
� n 3 (4) = 6,25.10-4 (mol)
Vậy: số mol Br2 ban đầu = 0,0075 + 6,25.10-4 = 8,125.10-3 (mol)
CM(Br2) = 8,125. 10-3/0,5 = 0,01625 (M)
b) Tính % khối lượng các muối trong hỗn hợp X (0,5đ)
Gọi x và y lần lượt là số mol của NaHSO3 và Na2SO3
→ mhỗn hợp = 104x + 126y = 0,835 (I)
Từ phản ứng (1), (2), (3) ta có:
Số mol SO2 = 1/4 số mol H+ (500ml ddA) = 0,03.1/4 = 0,0075 (mol)
→ x + y = 0,0075
(II)
Giải (I) và (II): x = 0,005; y = 0,0025
%NaHSO3 = 62,27% ; %Na2SO3 = 37,73%
10
TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN – ĐĂK LĂK
Câu 1: (4 điểm)
1. Cho hai nguyên tố A, B đứng kế tiếp nhau trong bảng hệ thống tuần hồn có tổng số (n + 1)
bằng nhau: trong đó số lượng tử chính của A lớn hơn số lượng tử chính của B. Tổng đại số của 4
số lượng tử của electron cuối cùng trên B là 4,5.
a. Hãy xác định bộ 4 số lượng tử của electron cuối cùng trên A, B.
b. Hợp chất X tạo bởi A, Cl, O có thành phần phần trăm theo khối lượng lần lượt là 31,83%;
28,98%; 39,18%. Xác định cơng thức của X.
2. So sánh, có giải thích: độ lớn góc liên kết của các phân tử:
a) CH4; NH3, H2O.
b) H2O; H2S.
Câu 2: (4 điểm)
Cho các phản ứng sau với các dữ kiện nhiệt động của các chất ở 25°C:
��
� CO H 2 O
CO 2 H 2 ��
�
CO 2
H2
CO
H2O
H 0 298 KJ / mol
−393,5
0
−110,5
−241,8
S0 298 J / mol
213,6
131,0
197,9
188,7
a. Hãy tính H 0 298 , S0 298 và G 0 298 của phản ứng và nhận xét phản ứng có tự xảy ra theo chiều
thuận ở 25°C hay không?
b. Giả sử H 0 của phản ứng không thay đổi theo nhiệt độ. Hãy tính G 01273 của phản ứng thuận ở
1000°C và nhận xét.
c. Hãy xác định nhiệt độ (°C) để phản ứng thuận bắt đầu xảy ra (giả sử bỏ qua sự biến đổi
H 0 , S0 theo nhiệt độ).
Câu 3: (4 điểm)
1. Chuẩn độ một dung dịch CH3COOH 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1M. Khi có 50% lượng axit
trong dung dịch được trung hịa thì độ pH của dung dịch thu được là bao nhiêu? Biết axit axetic
có K a 1,8.105 .
2. Tính pH của các dung dịch sau:
a) dung dịch HCl 2.107 M.
b) dung dịch KOH 2,5.107 M.
Câu 4: (4 điểm)
1. Cân bằng phản ứng sau theo phương pháp ion-electron:
a. KMnO 4 K 2SO3 H 2O � MnO 2 K 2SO4 KOH
b. H 2S KMnO 4 H 2SO 4 � S � ? ? H 2 O
c. H 2O 2 KMnO4 H 2SO4 � O 2 ? ? ?
2. Hãy cho biết trường hợp nào sau đây có xảy ra phản ứng?
11
0
Biết E MnO
2
4 /Mn
0
1,52(v);E Cl
2 /2Cl
1,36(v)
a. Cho dung dịch KMnO 4 vào dung dịch HCl ở điều kiện chuẩn.
b. Cho dung dịch KMnO 4 1M vào dung dịch HCl 0,01M.
(coi nồng độ các ion khác đều bằng 1M)
Câu 5: (4 điểm)
Hòa tan m gam KMnO 4 trong dung dịch HCl đặc dư được dung dịch A và V lít khí D (đktc).
Pha lỗng dung dịch A được 500ml dung dịch B.
- Để trung hòa axit dư trong 50ml dung dịch B cần dùng vừa đủ 24ml dung dịch NaOH 0,5M.
- Thêm AgNO3 dư và 100ml dung dịch B để kết tủa hoàn toàn ion clorua thu được 17,22 gam
kết tủa.
a. Viết phương trình hịa học của các phản ứng xảy ra.
b. Tính nồng độ mol/lít các chất tan trong B.
c. Tính m, V và thể tích dung dịch HCl 36,5% (D = 1,18g/ml) đã dùng.
12
TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN – ĐĂK LĂK
Câu 1: (4 điểm)
1.a) Đề cho A, B đứng kế tiếp nhau trong bảng hệ thống tuần hồn có tổng số (n + 1) bằng nhau,
n A n B ⇒ cấu hình ngoài cùng:
1
�
1
�A : n 1 s
� n 1 1 4,5 � n 3 .
�
6
2
�B : np
Vậy bộ 4 số lượng tử của A ( n 4,l 0,m 0,s
1
)
2
1
2
B ( n 3,l 1, m 1,s )
b) Gọi công thức của hợp chất là K x Cl y O z
� x: y:z
31,83 28,98 39,18
:
:
1:1: 3
39
35,5
16
Vậy công thức của hợp chất là KClO3 .
2. a. CH 4 NH 3 H 2O
Giải thích:
Số cặp e chưa tham gia liên kết càng nhiều càng đẩy nhau, góc liên kết càng nhỏ.
b. H 2 O H 2S
Giải thích: Vì độ âm điện của O S , độ âm điện của nguyên tử trung tâm càng lớn sẽ kéo mây
của đôi e liên kết về phía nó nhiều hơn làm tăng độ lớn góc liên kết.
Câu 2: (4 điểm)
a. H 0 298 , S0298 và G 0 298
��
� CO H 2 O
�
Pt phản ứng: CO 2 H 2 ��
0
H 0
H 0 298 H O � �
H 0
H0 298 H O �
Ta có: H 298 p� �
� 298 CO
� � 298 CO
�
2
2
2
110,5 241,8 393,5 41, 2KJ / mol
�
S0 298 p � �
S0298 CO S0298 H 2O �
S0298 CO 2 �
�
� �
� 42J / mol
G 0 298 p � H 0 298 p � TS0 298 p � 41200 298 �42 28684J / mol
13
0
Vì G 298 p � 0 nên phản ứng không tự diễn ra theo chiều thuận ở 25°C.
b. Áp dụng công thức:
G T2
T2
G T1
T1
H 0 1 / T2 1 / T1
Thay số tìm ra
G 01273 1273 �
�
28684 / 298 41200 1 / 1273 1 / 298 �
� 12266J / mol
Vì G 01273 0 nên phản ứng tự diễn ra theo chiều thuận ở 1000°C.
c. Để phản ứng tự diễn ra theo chiều thuận thì:
C
T H 0 / S0 41200 / 42 980,95K tức ở 707,95�
Câu 3: (4 điểm)
1. Xét 1 lít dung dịch CH3COOH 0,1M, số mol CH3COOH ban đầu là 0,1 mol.
CH 3COOH
+ NaOH
0,05
�
CH 3COONa
�
0,05
+
H2O
0,05
Thể tích dung dịch sau thí nghiệm 1 0,5 1,5 (l)
CH 3COONa
�
CH3COO
0,05
�
0,05
CH 3COOH
���
��
�
CH3COO
+
Na
0,05
+
H
0,05
0,05
x
x
x
0,05 – x
0,05 + x
x
x x 0,05
1,5.1,5
1,8.105
Ta có: K
0,05 x
1,5
� x 2,7.105 và pH lg(2,7.10 5 ) 4,57
2. a) Vì dung dịch HCl nồng độ quá bé nên ta xét các quá trình:
HCl
�
H
+
Cl
H2O
���
��
�
H
+
OH
�
H �
H �
�
H �
�
H �
�
OH �
�
� �
�
�
�
�
�
�
�
�
HCl
H2 O
HCl
2
1014
7
14
�
�
H
2.10
��
H �
2.107 �
H �
� �
�
�
�
� 10 0
�
�
H
� �
7
H �
Giải phương trình trên ta có nghiệm �
�
� 2, 414.10 (nhận), loại nghiệm âm.
pH 6,62
14
b) Lập luận tương tự câu 1:
7
�
OH �
�
� 2,85.10 M
pOH 6,545 � pH 7, 455
Câu 4: (4 điểm)
1. Dành cho bạn đọc
2. a. MnO4 H Cl � Mn 2 Cl2 H 2 O (1)
Được hình thành từ các bán phản ứng sau:
��
� Mn 2 4H 2O E 0 2
MnO 4 8H 5e ��
�
MnO / Mn
4
��
� 2Cl
Cl2 2e ��
�
E 0Cl
2 /2Cl
Ở điều kiện tiêu chuẩn ta có:
0
E 0p� E 0MnO / Mn 2 E Cl
4
2 /2Cl
1,52 1,36 0,16(v)
0
0
Nhận thấy E p� 0 � G p � 0 nghĩa là có xảy ra phản ứng (1) theo chiều thuận.
b. MnO 4 H Cl � Mn 2 Cl 2 H 2O (2)
��
� Mn 2 4H 2 O E 2
MnO 4 8H 5e ��
�
MnO / Mn
4
��
� 2Cl
Cl 2 2e ��
�
E Cl
2 /2Cl
Ở điều kiện bài tốn ta có:
8
E MnO / Mn 2 E
4
0
MnO 4 / Mn 2
1,52
E Cl
2 /2Cl
0
ECl
2 / 2Cl
1,36
�
MnO4 �
H �
0,059 �
�
�
�
�
lg
2
5
�
Mn �
�
�
0,059 1.0,018
lg
1,3312(v)
5
1
0,059
1
lg
2
2
�
Cl �
�
�
0,059
1
lg
1,478(v)
2
0,012
Khi đó ta có:
E p� E MnO / Mn 2 E Cl
4
2 / 2Cl
1,3312 1, 478 0,147(v)
Nhận thấy E p� 0 � G p� 0 nghĩa là phản ứng (2) không xảy ra theo chiều thuận, mà xảy ra
theo chiều nghịch.
Câu 5: (4 điểm)
a) Các phương trình phản ứng:
2KMnO 4 16HCl ��c � 2MnCl 2 2KCl 5Cl 2 8H 2O (1)
Dung dịch A chứa KCl, MnCl2 và HCl dư ⇒ dung dịch B chứa KCl, MnCl2 và HCl.
• Trung hịa axit trong B bằng NaOH:
15
HCl NaOH � NaCl H 2 O (2)
• B tác dụng với AgNO3 dư:
AgNO3 HCl � AgCl � HNO3 (4)
AgNO3 KCl � AgCl � KNO3 (5)
2AgNO3 MnCl2 � 2AgCl � Mn NO3 2 (6)
Đặt số mol HCl, KCl trong 50ml dung dịch B lần lượt là x, y (mol).
Theo phương trình phản ứng (1): n MnCl n KCl y mol
2
Theo phương trình phản ứng (2): x n HCl n NaOH 0,024.0,5 0,012 mol � CM HCl 0, 24M
Theo 100ml dung dịch B: n HCl 2x mol; n MnCl n KCl 2y mol
2
Theo phương trình phản ứng 3 , 4 , 5 :
n AgCl� n HCl n KCl 2.n MnCl2
� 2x 2y 2.2y 17, 22 :143,5 0,12 mol
� x 3y 0,06 mol � y 0,016 mol.
Vậy nồng độ mol của các chất trong B là:
� CM KCl C M MnCl2 0,32M
Theo (1) ta có: n KMnO n KCl 500 ml dd B 10y 0,16 mol
4
� m m KMnO4 ban ��u 0,16.158 25, 28 gam.
5
n Cl2 n KMnO4 0,4 mol � V 0, 4.22, 4 8,96 lít.
2
16
TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẠC LIÊU – BẠC LIÊU
Câu 1.
1. Silic có cấu trúc tinh thể giống kim cương.
a. Tính bán kính nguyên tử silic. Cho khối lượng riêng của silic tinh thể bằng 2,33g.cm 3 ; khối
lượng mol nguyên tử của Si bằng 28,1g.mol 1 .
b. So sánh bán kính nguyên tử của silic với cacbon ( rC 0,077nm ) và giải thích.
2. Sử dụng thuyết VB hãy viết công thức của phân tử O2 và C2 . Nghiên cứu tính chất của O2 và
C2 người ta thu được các kết quả thực nghiệm sau:
Phân tử Năng lượng liên kết, kJ/mol Độ dài liên kết, pm
Từ tính
O2
495
131
thuận từ
C2
620
121
nghịch từ
a. Kết quả thực nghiệm này có phù hợp với cấu tạo phân tử đưa ra bởi thuyết VB không biết rằng:
E C C trong C2 H 4 615kJ / mol , E C �C trong C2 H 2 812kJ / mol , và E O O trong H 2 O 2 142kJ / mol
.
b. Sử dụng thuyết MO hãy giải thích kết quả thực nghiệm thu được.
Liên kết hóa học
Câu 2.
1. Sự phân hủy axeton diễn ra theo phương trình:
CH3COCH3 � C2 H 4 H 2 CO
Theo thời gian phản ứng, áp suất chung của hệ đo được như sau:
t [phút]
0
6,5
13
19,9
p [mmHg]
312
408
488
562
Bằng phương pháp giải thích hãy chứng tỏ phản ứng là bậc 1 và tính hằng số tốc độ.
���
�2NO k Cl 2 k
2. Thực hiện phản ứng: 2NOCl k ��
a. Ban đầu cho vào bình phản ứng NOCl, thực hiện phản ứng ở 300°C. Khi hệ đạt trạng thái cân
bằng thấy áp suất trong bình là 1,5 atm. Hiệu suất của phản ứng là 30%. Tính hằng số cân bằng của
phản ứng.
b. Ở nhiệt độ 300°C, phản ứng có thể tự xảy ra được khơng? Vì sao?
c. Thực hiện phản ứng và duy trì áp suất của hệ phản ứng ở điều kiện đẳng áp: 5 atm. Tính phần
trăm số mol của các khí ở trạng thái cân bằng?
d. Một cách cẩn thận, cho 2,00 gam NOCl vào bình chân khơng có thể tích 2,00 lít. Tính áp suất
trong bình lúc cân bằng ở 300°C.
Câu 3.
1. Trộn 100ml dung dịch AgNO3 5,0.102 M với 100ml dung dịch NaCl 0,10M ở 25°C được dung
dịch A.
a. Tính thế của điện cực Ag nhúng trong dung dịch A, biết
17
K s,AgCl 2,5.10 10 và E 0Ag / Ag 0,80V .
b. Thêm vào dung dịch A 100,00ml dung dịch Na 2S2 O3 0,20M. Kết tủa AgCl tan hoàn toàn tạo
3
Ag S2 O3 2 �
thành ion phức �
�
� và thế của điện cực đo được là 0,20V. Tính hằng số tạo thành tổng
hợp 2 của ion phức.
Các q trình phụ có thể bỏ qua.
2. Dung dịch A gồm Fe NO3 3 0,05M; Pb NO3 2 0,10M; Zn NO3 2 0,01M.
a. Tính pH của dung dịch A.
b. Sục khí H 2S vào dung dịch A đến bão hòa ( H 2S 0,10 M), thu được hỗn hợp B. Những kết tủa
nào tách ra từ hỗn hợp B?
��
� FeOH 2 H lg* 1 2,17
Fe3 H 2 O ��
�
Cho:
��
� PbOH H 2 lg* 2 7,80
Pb 2 H 2 O ��
�
��
� ZnOH H lg* 3 8,96
Zn 2 H 2 O ��
�
0
E 0Fe3 /Fe2 0,771 V; E S/H
0,141 V; E 0Pb 2 /Pb 0,126 V;
2S
C : 2,303
Ở 25�
RT
ln 0,0592lg
F
pK S PbS 26,6; pKS ZnS 21,6; pKS FeS 17, 2
( pK S lg K S , với K S là tích số tan).
pK a1 H2S 7,02; pK a 2 H2S 12,90 ;
pK a (NH ) 9, 24; pK a CH3COOH 4,76
4
Câu 4.
1. Có hai bình chứa dd HNO3 lỗng cùng nồng độ cùng thể tích. Người ta cho vào bình thứ nhất
một lượng kim loại M, vào bình thứ hai một lượng kim loại N. Cả hai kim loại đều tan hoàn
toàn và ở hai bình đều thốt ra khí duy nhất NO có thể tích bằng nhau trong cùng điều kiện. Sau
đó người ta làm hai thí nghiệm:
Thí nghiệm 1: Mắc nối tiếp hai bình rồi điện phân thì thấy khối lượng kim loại bám ở catốt bình
thứ nhất so với bình thứ hai ln ln là 27/14.
Thí nghiệm 2: Trộn hai bình lại rồi điện phân cho đến khi khối lượng các điện cực khơng đổi
nữa thì thấy tiêu hao một điện lượng 7720 Coulomb và hiệu số khối lượng hai điện cực là 6,56 gam.
a) Tính khối lượng ban đầu của mỗi kim loại, xác định N, M. Biết rằng điện phân có vách ngăn,
điện cực trơ khối lượng các điện cực bằng nhau và tất cả các quá trình H% = 100%.
b) Viết phương trình phản ứng xảy ra trong q trình hịa tan kim loại. Nếu ban đầu dùng dung
dịch HNO3 1M (lỗng) để hịa tan 2 kim loại thì tổng thể tích cần dùng là bao nhiêu?
2. Cân bằng các phản ứng oxi hóa khử sau bằng phương pháp thăng bằng ion – electron.
a. Cn H 2n KMnO 4 ... � Cn H 2n OH 2 KOH ...
18
b. Cr2S3 Mn NO3 2 K 2 CO3 � K 2 CrO 4 K 2 MnO 4 K 2SO4 NO CO 2
Câu 5.
1. Nung hỗn hợp A gồm sắt và lưu huỳnh sau một thời gian được hỗn hợp rắn B. Cho B tác dụng
với dung dịch HCl dư, thu được V1 lít hỗn hợp khi C. Tỉ khối của C so với hiđro bằng 10,6. Nếu
a.
b.
c.
d.
đốt cháy hoàn toàn B thành Fe 2 O3 và SO2 cần V2 lít khí oxi.
Tìm tương quan giá trị V1 và V2 (đo ở cùng điều kiện).
Tính hàm lượng phần trăm các chất trong B theo V1 và V2 .
Hiệu suất thấp nhất của phản ứng nung trên là bao nhiêu phần trăm.
Nếu hiệu suất của phản ứng nung trên là 75%, tính hàm lượng phần trăm các chất trong hỗn hợp
B.
Cho biết S 32, Fe 56,O 16 .
2. ClO 2 là chất hóa chất được dùng phổ biến trong cơng nghiệp. Thực nghiệm cho biết:
a) Dung dịch loãng ClO2 trong nước khi gặp ánh sáng sẽ tạo ra HCl, HClO3 .
b) Trong dung dịch kiềm (như NaOH) ClO 2 nhanh chóng tạo ra hỗn hợp muối clorit và clorat
natri.
c) ClO2 được điều chế nhanh chóng bằng cách cho hỗn hợp KClO3 , H 2 C2 O 4 tác dụng với
H 2SO 4 lỗng.
d) Trong cơng nghiệp ClO2 được điều chế bằng cách cho NaClO3 tác dụng với SO2 có mặt
H 2SO 4 4M.
Hãy viết phương trình phản ứng và nói rõ đó là phản ứng oxi hóa – khử hay phản ứng trao đổi?
Tại sao? (phân tích từng phản ứng a, b, c, d).
19
TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẠC LIÊU – BẠC LIÊU
Câu 1.
1.a. Từ cơng thức tính khối lượng riêng
D
n.M
� V1 � 8.28,1 / 2,33.6,02.10 23 16,027 cm3 .
N A .V
a 5, 43.108 cm;d a. 3 5,43.10 8.1,71 9.39.108 cm ;
Bán kính của nguyên tử silic là: r d / 8 1,17.108 cm ;
b. Có rSi 0,117nm rC 0,077nm . Điều này phù hợp với quy luật biến đổi bán kính ngun tử
trong một phân nhóm chính
2.a. Cấu tạo phân tử O2 và C2 theo thuyết VB:
Kết quả thực nghiệm:
Phân tử Năng lượng liên kết, kJ / mol
Độ dài liên kết, pm Từ tính
O2
495
131
thuận từ
C2
620
121
nghịch từ
C2 H 4
E C C 615
C2 H 2
E C �C 812
H 2O2
E O O 142
- Phân tử C2 : Theo VB, hai nguyên tử C liên kết với nhau bởi liên kết 4, nhưng năng lượng liên
kết thực nghiệm là 620, bé hơn so với E C �C 812 và gần bằng với E C C 615 . Do đó bậc liên kết
khơng phù hợp.
- Phân tử O2 : phù hợp về mặt năng lượng liên kết nhưng theo V, phân tử O2 khơng cịn electron
độc thân nên khơng giải thích được tính thuần từ của O2 .
b. Theo thuyết MO, cấu hình electron của phân tử O2 và C2 lần lượt là:
O2 : 1s
2
C2 : 1s
2
* 2
1s
2
2s
* 2
2s
2
2
2p
1
* 2
1s
2
2s
* 2
2s
2
1
2
2
*
1
* 1
2
2
2
- Độ bội liên kết của phân tử C2 hay O2 đều là 2. Điều này phù hợp với thực nghiệm.
- Về mặt từ tính, C2 nghịch từ còn O2 thuận từ cũng phù hợp với thực nghiệm.
- Sự có mặt của hai electron ở MO phản liên kết trong phân tử O2 làm cho liên kết đôi O O
trở nên kém bền hơn so với liên kết đôi C C cho dù d O O d C C .
Câu 2.
1. Để chứng minh phản ứng phân hủy axeton là bậc 1 ta sử dụng phương pháp thế các dữ kiện vào
phương trình động học bậc 1 xem các hằng số tốc độ thu được có hằng định hay không.
20
- Vì áp suất tỉ lệ với nồng độ nên trong phương trình động học, nồng độ axeton được thay bằng
áp suất riêng phần.
- Gọi p 0 là áp suất đầu của axeton:
CH 3COCH 3
t0
p0
t
p0 x
�
C2 H 4
+
+ CO
H2
x
x
x
- Áp dụng chung của hệ là:
p p 0 x 3.x p 0 2x
�x
p p0
p p0 3p0 p
� p0 x p0
2
2
2
- Hằng số tốc độ của phản ứng 1 chiều bậc 1 là:
p
2p0
1
1
k ln 0 ;k ln
t p0 x
t 3p 0 p
- Thay các giá trị ở các thời điểm ta có:
k1
1
2.312
ln
2,57.102 (phút 1 )
6,5 3.312 408
k2
1
2.312
ln
2,55.102 (phút 1 )
13 3.312 488
k3
1
2.312
ln
2,57.10 2 (phút 1 )
19,9 3.312 562
- Ta thấy các giá trị của hằng số tốc độ không đổi. Vậy phản ứng trên là phản ứng bậc 1.
- Hằng số tốc độ của phản ứng:
1
1
k . k1 k 2 k 3 . 2,57.102 2,55.10 2 2,57.10 2
3
3
2,56.102 (phút 1 )
2. a. Phản ứng:
2NOCl k
���
��
�
2NO k
+
Cl 2 k
x
x 2a
2a
a
suy ra tổng áp suất của hệ: x a 1,5 và H 2a / x 0,3 .
Ta có: a 0,196 và x 1,304 � K P 0,036 .
b. Ta có K 1 suy ra ln K 1 nên G 0 0 . Vậy phản ứng khơng tự xảy ra.
n
c. Ta có K P 0,036 suy ra K C 7,661.10 4 . (vì K P K C . RT )
Cb� P / RT 5 / 0,082.573 0,106
Phản ứng:
21
2NOCl k
���
��
�
+
2NO k
Cl2 k
0,106
0,106 2a
Suy ra
a. 2a
a
2a
2
0,106 2a
2
K C 7,661.104
Vậy a 0,011 .
Phần trăm NOCl: 71,8%; Cl2 : 9,4%; NO : 18,8%.
d. Phản ứng
2NOCl k
���
��
�
2NO k
+
Cl2 k
0,717
0,717 2a
Suy ra
a. 2a
a
2a
2
0,717 2a
2
K P 0,036
Vậy a 0,125 .
Áp suất trong bình khi hệ đạt trạng thái cân bằng là 0,842 atm.
Câu 3.
3
1.a. n Ag 5.10 mol; n Cl 0,01 mol
Phản ứng:
Ban đầu
[]
��
Cl �
�
�
Ag
+ Cl �
5.103
0,01
−
5.103
AgCl
5.10 3
2,5.102 M
0,2
��
Ag �
�
�
KS
2,5.1010
1,0.108 M
2
2,5.10
�
�
Cl
� �
E Ag /Ag E0Ag / Ag 0,059lg �
Ag �
�
�
0,80 0,059lg10 8 0,33 V
b. n Na S O 0,02 mol
2 2
3
Phản ứng:
AgCl
mol
5.103
+
5,0.10
3
��
Ag S2 O3 2 �
�
� 0,30
2Na 2S2 O3
�
102
3
3
�
Ag S2 O3 2 �
�
�
+
NaCl
+
3Na
5.103
1,67.102 M
11
E Ag /Ag 0,2 0,80 0,059lg �
Ag �
Ag �
�
�� �
�
� 6,77.10 M
Nồng độ Ag rất bé nên có thể coi tồn bộ Ag nằm trong phức chất.
n S O 2 tạo phức 2.5.103 102 mol
2 3
22
n S O 2 tự do trong dung dịch 0,02 0,01 0,01 mol
2 3
0,01
2
�
S2 O3 2 �
�
� 0,3 3,33.10 M
3
Ag 2S2 O3 2 � �
Ag S2 O3 2 �
�
�
2
3
�
Ag S2 O3 2 �
1,67.102
�
�
2
� 2 7, 4.1010
2 2
11
2 2
�
Ag �
.�
S2 O 3 �
�
�
�
� 6,77.10 . 3,33.10
3
��
� FeOH 2 H *1 102,17 (1)
�
2. a. Fe H 2 O ��
��
� PbOH H *2 107,80 (2)
Pb 2 H 2 O ��
�
��
� ZnOH H *3 108,96 (3)
Zn 2 H 2 O ��
�
��
� OH H
H 2 O ��
�
K w 1014 (4)
So sánh 1 � 4 :*1.CFe * 2 .C Pb *3 .C Zn K w → tính pH A theo (1):
3
��
�
��
�
H2O
Fe3
C
0,05
0,05 x
2
2
FeOH 2
+
x
H
*1 102,17
(1)
x
�
H �
�
� x 0,0153 M � pH A 1,82
0
b. Do E Fe
1/
2Fe3
3
/Fe2
0
0,771 V E S/H
0,141 V nên:
2S
�
H 2S
2Fe 2
+
S� +
K1 1021,28
2H
0,05
−
2/
Pb 2
0,05
+
H 2S
�
PbS � +
0,10
0,05
2H
K 2 106,68
0,05
−
0,25
3/
Zn 2
+
H 2S
��
�
��
�
ZnS � +
2H
K 3 101,68
4/
Fe2
+
H 2S
��
�
��
�
FeS � +
2H
K 4 102,72
K 3 và K 4 nhỏ, do đó cần phải kiểm tra điều kiện kết tủa của ZnS và FeS:
Vì mơi trường axit
23
/
� C /Zn 2 C Zn 2 0,010 M; CFe
CFe3 0,050 M.
2 C
Fe 2
Đối với H 2S , do K a 2 K a1 107,02 nhỏ → nhỏ năng phân li của H 2S trong mơi trường axit
khơng đáng kể, do đó chấp nhận
/
�
H �
�
� CH 0, 25 M → CS2 theo cân bằng:
��
�S2 2H
H 2S ��
�
CS/ 2 K a1 .K a 2
K a1 .K a 2 10 19,92
H 2S
2
�
H �
�
�
1019,92
0,1
0,25
2
1019,72 .
/
/
Ta có: C Zn .CS K S ZnS � ZnS không xuất hiện
2
2
/
/
Tương tự: CFe .CS K S FeS � FeS không tách ra.
2
2
Như vậy trong hỗn hợp B, ngồi S, chỉ có PbS kết tủa.
Câu 4.
1. Các quả trình oxi hóa khử xảy ra như sau
M
�
M m
x
N
+ me
mx (mol)
�
Nn
y
+ ne
ny (mol)
Vì thể tích NO sinh ra trong hai thí nghiệm bằng nhau nên mx ny (1)
Khối lượng catot bình 1 và 2 ln tỉ lệ 27/14 nên ta lại có:
Mx 27
(2)
Ny 14
Trộn hai bình lại rồi điện phân thì khối lượng bình chênh nhau chính là khối lượng kim loại bám
trên catot: Mx Ny 6,56 (3)
Điện lượng tiêu hao 7720C nên số mol electron trao đổi là
n e mx ny
7720
0,08 (4)
96500
Giải hệ (2) và (3) ta có khối lượng của M là Mx 4,32 gam và khối lượng của N là Ny 2, 24
gam
Từ (1) và (4) ta có mx ny 0,04 � x y
0,04
m
Thay x, y vào Mx, Ny ta được M 108m và N 56n
m 1,M 108(Ag)
n 2, N 112(Cd)
b. Phương trình phản ứng:
3Ag 4HNO3 � 3AgNO3 NO 2H 2 O
3Cd 8HNO3 � 3Cd NO3 2 2NO 4H 2 O
24
Tổng thể tích HNO3 cần dùng là 106,67ml
2.a. 3Cn H 2n 2KMnO4 4H 2 O � 3Cn H 2n OH 2 2KOH 2MnO 2
b. Cr2 O3 15Mn NO3 2 20K 2 CO3
� 2K 2 CrO 4 3K 2SO 4 15K 2 MnO4 30NO 20CO2
Câu 5.
� FeS .
1. Fe S ��
Thành phần B gồm có FeS, Fe và có thể có S.
FeS 2HCl � FeCl 2 H 2S
Fe 2HCl � FeCl2 H 2
Vậy trong C có H 2S và H 2 . Gọi x là % của H 2 trong hỗn hợp C.
2x 34 100 x / 100 10,6.2 21, 2 � x 40%
Vậy trong C, H 2 40% theo số mol; H 2S 60% .
a) Đốt cháy B:
4FeS 7O 2 2Fe 2 O3 4SO 2
4Fe 3O 2 2Fe 2 O3
S O 2 SO 2
Thể tích O2 đốt cháy FeS là: 3V1 / 5 . 7 / 4 21V1 / 20 .
Thể tích O2 đốt cháy Fe là: 2V1 / 5 . 3 / 4 6V1 / 20 .
Tổng thể tích O2 đốt cháy FeS và Fe là: 21V1 / 20 6V1 / 20 27V1 / 20 .
Thể tích O2 đốt cháy S là: V2 27V1 / 20 V2 1,35V1 . Vậy V2 �1,35V1 .
3V1
�88 �100
5
b) %FeS 3V
2V
1
�88 1 �56 32 V2 1,35V1
5
5
5280V1
165V1
%
75, 2V1 32 V2 1,35V1 V2 V1
2V1
�56 �100
70V1
%Fe 5
%
32 V2 V1
V2 V1
%S
32 V2 1,35V1 �100
32 V2 V1
100V2 135V1
%
V2 V1
c) Nếu dư S so với Fe thì tính hiệu suất phản ứng theo Fe. Trường hợp này H 60% . Nếu dư Fe so
với S tính hiệu suất phản ứng theo S. Trường hợp này H 60% . Vậy hiệu suất thấp nhất của phản
ứng nung trên là 60%.
d) Nếu H 75% có nghĩa là n FeS 3n S dư. n FeS tỷ lệ 3V1 / 5
25